Інопланетяни. Загальна фізика для всіх
Розгляньмо наших земних тварин, які живуть на землі, в морі і в повітрі. Кріт, наприклад, є риючою твариною. Він проводить своє життя під землею. Тому він повинен був навчитися створювати тунелі. Незалежно від того, на якій планеті він живе. Ця навичка вимагає застосування достатньої сили на невеликій площі. Вона визначається простим рівнянням: тиск дорівнює силі, поділеній на площу. Таким чином зрозуміло, чому кроти мають гострі морди і короткі лапи. Це дозволяє їм створювати достатній тиск.
Тіло черв'яка має циліндричну форму. І саме це дозволяє йому вільно рити довгі тунелі.
Закони гідродинаміки, що працюють в рідинах, пояснюють гладку, звужену форму тіла, яку мають тварини, що живуть у воді. Це акули (риби), дельфіни (ссавці) і вимерлі іхтіозаври. Це рептилії, останки яких виявили палеонтологи. Хоча підводні істоти бувають різних форм і розмірів, для того щоб швидко рухатися, переслідуючи здобич, або вислизати від хижаків, фізика змушує еволюцію різних видів приходити до одних і тих же рішень. Як зазначив десятиліття тому палеонтолог Рутгерс Джордж Макгі, ця тенденція матиме місце і для плаваючих істот у далеких світах.
Фундаментальний дизайн
Схожі конструкції крил, які ми бачимо у птахів, кажанів і вимерлих птеродактилів, виникли в суворій відповідності з законами аеродинаміки. Існує всього кілька рішень, які дозволяють підняти істоту в атмосферу. Недавня робота біолога Майкла Дікінсона і його колег з Каліфорнійського університету в Берклі показала, що навіть політ комах підкоряється цим законам. Щоб підняти важке і одночасно маленьке тіло джмелю в повітря, кожна деталь його крила повинна бути дуже тонко налаштована. Органи та крила комах існують у багатьох різновидах. Але диктат фізики створив їх загальний фундаментальний дизайн.
Маленькі комахи, такі як божі корівки, застосовують фізику для організації своїх подорожей особливим чином. Вони використовують комбінацію капілярних сил, сил тертя і сил поверхневого натягнення води, щоб прилипнути до нижньої сторони листя або стін. Їх маса досить мала для того, щоб ці сили змогли подолати гравітацію. У випадку з великими істотами гравітація перемагає.
Чому у тварин немає коліс?
Фізика може пояснити, чому еволюція відкинула деякі способи пересування. У 1980-х роках Майкл ЛаБарбера, еволюційний біолог з Чиказького університету, детально вивчав дуже цікаве для вчених питання - чому у тварин немає коліс? Майже кожен вид людського транспорту, від автомобілів до поїздів, використовує колеса? Чому ж еволюція не використовує їх?
Відповідь, найімовірніше, полягає в тому, що ноги - найкращий спосіб маневрувати за нерівностями планетарного ландшафту. Серед скель і каламутних боліт. Правда, перекати - поле все ж перекочуються через пустелю. А багато бактерій пересуваються через рідини, обертаючи своїми кнутоподібними придатками. Але, схоже, це не найкращий вибір для переміщення по непередбачуваній земній поверхні.
Тому, швидше за все, будь-які інопланетяни, з якими ми зіткнемося, будуть мати ноги, а не колеса.
Фізика будови білків
Ми також знаходимо обмеження, продиктовані фізикою. Вони знаходяться на самих нижніх рівнях життєвої архітектури. У білках, які складають наші тіла і відповідають за хімічні реакції в наших клітинах. Білки схожі на намиста, що складаються з 20 типів амінокислот. Кількість можливих комбінацій таких намистів неймовірно велика, набагато перевершує число всіх зірок у відомій частині Вселеного, проте незалежно від свого розташування, амінокислоти складаються тільки в кілька типів спіральних форм. Молекула білка повинна знаходиться в стабільному стані, Як виявилося, виконання цієї вимоги забезпечують тільки кілька типів структур білків.
Біологічне розмаїття
Дотримання еволюції не означає біологічного одноманітства. Саме в деталях еволюційний процес може отримати свій унікальний шлях, виробляючи багату різноманітність життєвих форм. Саме його описав Чарльз Дарвін у заключній главі «Походження видів». Він називав це «нескінченними формами, найкрасивішими». Однак ті, що лежать в основі цього чудового достатку, фізичні закони обмежують форми живих істот цілком передбачуваними способами. Це правило працює від молекулярного рівня до найбільш значущих і великих органів і частин тіла.
Форми нашого тіла також формується за цими правилами. Наші очі, які дозволяють нам бачити, збираючи електромагнітне випромінювання, працюють у відповідність з тими ж принципами. Вони ж використовуються при створенні фотоапаратів. Об'єктив і дзеркало працюють разом таким чином, щоб фокусувати і контролювати світло. Еволюція довела наші кістки до такої товщини, яка просто ідеально підходить для того, щоб працювати проти всюдисущого тяжіння Землі. Наше вертикальне положення тіла, з кінцівками, які вільно можуть використовувати інструменти під керуванням потужного комп'ютера в наших головах, є прямим наслідком існуючих законів фізики.
Інопланетяни, якщо ми коли-небудь зустрінемо їх, навряд чи будуть нашими копіями. Вони цілком можуть мати різноманітні органи і кінцівки. Ніхто не говорить про те, що у них повинно бути дві ноги і дві руки в тих же місцях, що і у людей, - інопланетяни можуть бути влаштовані по-іншому, але їх вигляд в будь-якому випадку буде нести незгладимий відбиток загальних законів фізики нашого Всесвіту. Інопланетяни, подібні до Вчителя Йода, існують з більшою часткою ймовірності, ніж розумні краплі або балакучі гриби.
Будь - які інопланетяни, які навчилися будувати космічні кораблі, спілкуватися на відстані і досліджувати таємниці всесвіту, будуть схожі на нас. У своїй технологічній і поведінковій здатності. Жоден живий організм не зможе уникнути конвергенції. Фізика - мовчазний командир життя. Якою б розумною вона не була.
